Unterschiedlich aktive C-Pools im Boden: Corg, POS, CO2. 2. Vergleich der Parameter und Methoden zur Beurteilung der
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Bodenfruchtbarkeit
Unterschiedlich aktive C-Pools im Boden: Corg, POS, CO2.
2. Vergleich der Parameter und Methoden zur Beurteilung der
Bewirtschaftung
Joachim Raupp, Meike Oltmanns
Problemstellung/Ziele:Die Beschreibung und Bewertung der organischen Substanz
im Boden stützt sich zum einen auf Bestandesparameter (z.B. Corg, heißwasserlösli-
cher C, Fraktionen der Partikulären Organischen Substanz (POS), nasschemische
Humusfraktionen wie Huminsäuren, Humine etc.) und zum anderen auf Aktivitätspa-
rameter (z.B. Bodenatmung, mikrobielle Biomasse (CFE, SIR), Enzymaktivitäten,
Biolog®-Analyse, Inkubationstests). Jeder Parameter beschreibt einen spezifischen
Teil des organischen Kohlenstoffs bzw. spezifische Umwandlungsprozesse im kom-
plexen Geschehen der C-Mobilisierung/Immobilisierung. Anhand dreier ausgewählter
Parameter (Corg, POS, CO2-Peak nach Wiederbefeuchten) und ihrer Ergebnisse aus
einen Langzeitversuch sollen die Vor- und Nachteile der Parameter und ihrer Analy-
senmethoden diskutiert werden mit dem Ziel, ihre Aussagekraft zur Beurteilung von
Bewirtschaftungsmaßnahmen zu beleuchten.
Hypothesen: 1. Jede Düngerart (Frischmist, Kompost, Jauche, Mineraldünger etc.)
begünstigt entweder vorwiegend die Bestandesgrößen (Humusaufbau) oder
vorwiegend die Umsetzungsaktivität. 2. Bestandesparameter sind eher für die
langfristige Bodenentwicklung bedeutsam, während Aktivitätsparameter mehr über die
kurzfristigen Eigenschaften (z.B. Nährstoffnachlieferung) aussagen. 3. Für eine
fundiertere Beurteilung sollten Parameter beider Kategorien kombiniert werden.
Methoden: In einem langjährigen Düngungsversuch (Raupp, 2001) werden zwei
Rottemistvarianten ohne und mit Anwendung der biologisch-dynamischen Präparate
mit Mineraldüngung (Kalkammonsalpeter, Superphosphat, Kalimagnesia) verglichen.
Jede Düngungsart wird in einer Höhe von 60, 100 und 140 kg Gesamt-N ha-1
gegeben. In diesem Versuch wurden Corg (Verbrennungsmethode), die leichte und
schwere Fraktion der POS (modifiziert nach Meijboom et al., 1995) sowie der CO2-
Peak nach Wiederbefeuchten lufttrockener Proben (Haney et al., 2000) bestimmt.
Einzelheiten sind unserem anderen Beitrag in diesem Band zu entnehmen.
Ergebnisse/Diskussion:Die Ergebnisse unseres Versuches lassen sich wie folgt
zusammenfassen. Im Vergleich zur Mineraldüngung bewirkte die Rottemistdüngung
höhere Gehalte an Corg und HF, geringere Gehalte an LF und stärkere CO2-Peaks
(Raupp & Oltmanns, 2003). Die Erhöhung der Düngermenge verstärkte die Effekte
nur bei Rottemist, und eigentlich nur in Verbindung mit den bd Präparaten. Höhere
Gaben Mineraldüngung dagegen brachten bei allen vier Merkmalen keine gesicherten
Unterschiede. Die Anwendung der biologisch-dynamischen Präparate bewirkte (im
Vergleich zu Rottemist ohne die Präparate) mehr Corg im Boden (aber gleich viel HF)
und einen höheren CO2-Peak.
Ergebnisse/Diskussion:Die Rottemistdüngung erzielte also bessere Ergebnisse
sowohl bei den langfristigen Pools Corg und HF, als auch bei der kurzfristigen
biologischen Aktivität (ausgedrückt als LF und CO2-Peak). Dies widerspricht der o.g.
Annahme, dass eine Düngerart entweder in die eine oder in die andere Richtung wirkt.
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13Bodenfruchtbarkeit Joachim Raupp, Meike Oltmanns
Ergebnisse/Diskussion:Die Prüfung der Abhängigkeiten zwischen den Merkmalen
ergab, dass der Corg erwartungsgemäß mit der HF deutlich positiv (r = 0,736; p = 0,01)
und mit der LF negativ (r = -0,332; p = 0,05) korreliert ist. Ebenso ist leicht zu
verstehen, dass eine Probe mit hohem HF-Gehalt gleichzeitig wenig LF enthält (r = -
0,510; p = 0,01). Der Aktivitätsparameter CO2-Peak dagegen war deutlich mit den
langfristigen Pools Corg (r = 0,497; p = 0,01) und HF (r = 0,560; p = 0,01) korreliert,
nicht dagegen mit der LF (r = -0,170; n.s.).
Tab. 1: Grobe Charakterisierung der untersuchten Parameter (basierend auf eigenen
Ergebnissen und Informationen aus der im Text zitierten Literatur)
Corg POS CO2-Peak
Art des Merk- Chemisch Physikalisch Physiologisch
mals
Probenbe- Lufttrocken (Pro- Feldfrisch (Pro- Lufttrocken (Proben
schaffenheit ben können ben sind nur können vermutlich
bei Analyse vermutlich jahre- begrenzt lagerfä- jahrelang gelagert
lang gelagert hig) werden)
werden)
Kategorie Bestandesgröße, Bestandesgröße Aktivitätsgröße
Globalmerkmal (HF) und Aktivi-
tätsgröße (LF)
Analysenauf- Gering Hoch Mittel
wand
Reaktionszeit Langfristig, nach LF kurzfristig (1 u.U kurzfristig (1 Jahr)
mehreren Jahren Jahr), HF
langfristig
Welche Ein- Die langjährige Einjährige (LF) Effekte der Kulturart,
flusse drücken Geschichte des und mehrjährige der organischen Dün-
sich aus? Bodens und der (HF) Faktoren wie gung und der bd Prä-
Bewirtschaftung. Düngung und parate.
(in Bezug auf Kulturart.
Besonderheite Effekte der Die Qualität des Sub-
n des ökol. Fruchtfolge, der LF: je geringer die strates oder eher die
Landbaus) organischen Gehalte, desto des „Lebensraumes
Düngung und der höher die Aktivität Boden“?
bd Präparate. der mik. Biomas-
se
Über die Wirkungen von Stallmist werden in der Literatur häufig ähnliche Resultate
berichtet wie wir sie gefunden haben. Im Vergleich zu Mineraldüngung höhere Corg-
Gehalte bestimmten auch Asmus et al. (1987), Garz & Stumpe (1992) und Németh &
Tóth (1992). Höhere HF-Gehalte berichtete auch Hassink (1995). Allerdings stellten
Fließbach & Mäder (2000) in den konventionellen Anbausystemen des DOK-
Versuches, gleichgültig ob mit oder ohne Stallmist, höhere LF-Kohlenstoffmengen fest
als in den ökologischen Systemen, und in der HF fanden sie keinen sign. Unterschied.
14 2Bodenfruchtbarkeit
Joachim Raupp, Meike Oltmanns
Eine höhere Basalatmung im Mist-gedüngten Böden fanden Kubat et al. (1999),
Mercik et al. (1995) und Carpenter-Boggs et al., (2000).
In Tab. 1 werden die Parameter Corg, POS und CO2-Peak nach verschiedenen
Kriterien charakterisiert. Für Corg und CO2-Peak spricht die einfache und billige
Durchführung der Analyse. Die Bestimmung der POS ist dagegen relativ arbeits- und
kostenaufwendig. Während der CO2-Peak weiter gehende Rückschlüsse auf die
mikrobielle Biomasse und auf die Mineralisation erlaubt (Franzluebbers et al., 1996),
bietet der sehr allgemeine Parameter Corg kaum spezifische
Interpretationsmöglichkeiten. Die Unterschiedlichkeit der LF und der HF der POS gibt
nicht nur ein breites Spektrum bodenbiologischer Prozesse wieder, sondern
ermöglicht außerdem mit dem jeweiligen Substrat tiefer gehende mikrobiologische
Untersuchungen (Swanston et al., 2002).
Bezüglich der Ursachen und Zusammenhänge der besprochenen Parameter besteht
in einigen Punkten noch Unklarheit. So war in unserem Versuch der CO2-Peak sign.
mit der HF, nicht aber mit der LF korreliert. Dagegen war die im normalen
Inkubationsversuch gemessene Bodenatmung in der Untersuchung von Janzen et al.
(1992) stark mit der LF korreliert. Dies deutet darauf hin, dass in beiden Fällen
(Testbedingungen) wahrscheinlich nicht die gleichen Mikroorganismengruppen
beteiligt waren.
In Bezug auf die im ökologischen Landbau wichtigen Aspekte (z.B. Effekte von
Stallmist u.a. organischen Düngern, Fruchtfolge, Langzeitwirkungen, Nährstoff-
nachlieferung) sind alle drei Parameter, je nach Fragestellung, interessant.
Fazit: Eine strenge Trennung (entsprechend der o.g. Hypothesen) in kurzfristig rele-
vante Aktivitätsparameter und in langfristig wichtige Zustandsgrößen wird der Kom-
plexität des C-Haushaltes der Böden nicht gerecht, da es vielfältige Überschneidun-
gen zwischen beiden Bereichen und den involvierten Prozessen gibt. Eine Kombinati-
on mehrerer Parameter, wie z.B. die hier betrachtete Dreiergruppe, ist eher in der
Lage, ein umfassendes Bild über die Wirkung von Bewirtschaftungsmaßnahmen und
–systemen abzugeben. Die beteiligten Einflussfaktoren und gegenseitigen Abhängig-
keiten aller Parameter muss noch weiter untersucht werden. Hierbei sollten weitere
Parameter und Methoden (z.B. heißwasserlöslicher C, Thermogravimetrie) mit be-
rücksichtigt werden.
Literaturangaben:
Asmus, F.; Kittelmann, G.; Görlitz, H. (1987): Einfluß langjähriger organischer Düngung auf
physikalische Eigenschaften einer Tieflehm-Fahlerde. Arch. Acker- u. Pflanzenbau u. Bodenkd.
31, 41-46
Bachinger, J. (1996): Der Einfluß unterschiedlicher Düngungsarten (mineralisch, organisch,
biologisch-dynamisch) auf die zeitliche Dynamik und die räumliche Verteilung von
bodenchemischen und -mikrobiologischen Parametern der C- und N-Dynamik sowie auf das
Pflanzen- und Wurzelwachstum von Winterroggen. Diss. Univ. Gießen. Schriftenreihe Bd. 7, Inst. f.
biol.-dyn. Forschung, Darmstadt
Carpenter-Boggs, L; Kennedy, A.C. and Reganold, J.P. (2000): Organic and biodynamic man-
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Fließbach, A. and Mäder, P. (2000): Microbial biomass and size-density fractions differ between
soils of organic and conventional agricultural systems. Soil Biology & Biochemistry 32, 757 – 768
3
15Bodenfruchtbarkeit
Joachim Raupp, Meike Oltmanns
Franzluebbers, A.J.; Haney, R.L.; Hons, F.M.; Zuberer, D.A. (1996): Determination of microbial
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Garz, J. u. Stumpe, H. (1992): Der von JULIUS KÜHN begründete Versuch "Ewiger Roggenbau"
in Halle nach 11 Jahrzehnten. Kühn-Arch. 86, 1-8
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Raupp, J. (2001): Forschungsthemen und Ergebnisse eines Langzeitdüngungsversuchs in zwei
Jahrzehnten; ein Beitrag zur Bewertung von pflanzenbaulichen Langzeitversuchen. Berichte über
Landwirtschaft 79, 71-93
Raupp, J. u. Oltmanns, M. (2003): Unterschiedlich aktive C-Pools im Boden: Corg, POS, CO2. 1.
Effekte von Rottemist, biologisch-dynamischen Präparaten und Mineraldüngung (im vorliegenden
Band)
Swanston, C.W.; Caldwell, B.A.; Homann, P.S.; Ganio, L. and Sollins, P. (2002): Carbon dynamics
during a long-term incubation of separate and recombined density fractions from seven forest
soils. Soil Biology and Biochemistry 34, 1121-1130
16 4Universität für Bodenkultur Wien
Institut für Ökologischen Landbau
Beiträge zur 7. Wissenschaftstagung zum Ökologischen Landbau
Ökologischer Landbau der Zukunft
24.-26. Februar 2003 in Wien
Herausgegeben von Bernhard Freyer
Veranstalter
Institut für Ökologischen Landbau der Universität für Bodenkultur Wien
Stiftung Ökologie & Landbau, Bad Dürkheim
Universität für Bodenkultur WienSie können auch lesen
